DE69610249T2 - Process for lubricating the walls of a continuous casting mold for metals and mold for carrying out this process - Google Patents
Process for lubricating the walls of a continuous casting mold for metals and mold for carrying out this processInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Stranggießen von Metallen. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Schmierung der Kokillen in herkömmlichen Stranggußanlagen, sowie von Kokillen von Anlagen, die als Stranggußanlagen mit Aufsatz bekannt sind, bei denen ein Abstand zwischen der Oberfläche des flüssigen Metalls in der Kokille von dem Bereich eingehalten wird, an dem die Erstarrung des gegossenen Gegenstandes einsetzt.The present invention relates to the continuous casting of metals. In particular, it relates to a method for lubricating the molds in conventional continuous casting plants, as well as the molds of plants known as continuous casting plants with a top, in which a distance is maintained between the surface of the liquid metal in the mold and the area where the solidification of the cast object begins.
Die Veröffentlichung EP-A-0160635, auf welcher die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 4 basieren, beschreiben das Einpressen eines anfangs festen Schmiermittels.The publication EP-A-0160635, on which the preambles of claims 1 and 4 are based, describes the injection of an initially solid lubricant.
Das herkömmliche Verfahren zum Stranggießen von Stahl besteht schematisch darin, kontinuierlich geschmolzenes Metall in eine senkrechte rohrförmige oszillierende Kokille ohne Boden einzugießen, die stark durch einen internen Wasserkreislauf gekühlte metallische Wände (aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung) aufweist und ebenfalls in kontinuierlicher Weise einen Gegenstand (Bramme, Block oder Knüppel, je nach den Abmessungen der Kokille) abzuziehen, dessen Äußeres über einige Zentimeter Dicke bereits erstarrt ist. Die Erstarrung dieses Gegenstandes erfolgt in den unteren Stufen der Anlage, wobei der Gegenstand zuerst am Ausgang der Kokille kräftig durch einen Wasserstrahl abgekühlt wird und danach sich natürlich abkühlt. Schließlich wird er in Stücke gewünschter Länge unterteilt. Die Oszillation der Kokille dient dazu, ein örtliches Anhaften der erstarrten Haut des Gegenstandes an der Wand der Kokille zu vermeiden, wodurch die Haut zerstört werden könnte und eine Fehlstelle hervorruft, aus der flüssiges Metall auslaufen könnte. Als Konsequenz eines derartigen Fehlers müßte der Gießvorgang sofort unterbrochen werden, um ein Auftreten von schwerwiegenden Beschädigungen der Anlage zu vermeiden.The traditional process for continuous steel casting consists, schematically, in continuously pouring molten metal into a vertical tubular oscillating mold without a bottom, having metal walls (made of copper or copper alloy) cooled to a high degree by an internal water circuit, and also continuously drawing off an object (slab, ingot or billet, depending on the dimensions of the mold) whose exterior has already solidified to a thickness of a few centimeters. The solidification of this object takes place in the lower stages of the plant, the object being first strongly cooled by a jet of water at the exit of the mold and then allowed to cool naturally. Finally, it is cut into pieces of the desired length. The oscillation of the mold serves to prevent the solidified skin of the object from locally adhering to the wall of the mold, which could destroy the skin and create a defect from which liquid metal could leak. As a consequence of such a If an error occurs, the casting process must be stopped immediately to avoid serious damage to the system.
Für eine gute Qualität der daraus hergestellten gewalzten Gegenstände ist es wichtig, dass die gegossenen Gegenstände möglichst wenig Oberflächenfehler und innere Fehlstellen aufweisen. Die Oszillation der und das Einfüllen des flüssigen Metalls in die Kokille bewirken ständige Variationen des Niveaus der Oberfläche des flüssigen Metalls in der Kokille, wobei auf Höhe dieser Oberfläche die Erstarrung der Haut des Gegenstandes an der gekühlten Wand einsetzt. Diese Variationen sind die hauptsächliche Ursache für das Auftreten periodischer Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Gegenstandes, wie z. B. Oszillationsrunzeln, sowie Erstarrungshöcker, deren Auftreten soweit wie möglich verringert werden soll.To ensure good quality of the rolled articles produced from them, it is important that the cast articles have as few surface defects and internal imperfections as possible. The oscillation of the casting and the filling of the liquid metal into the mold cause constant variations in the level of the surface of the liquid metal in the mold, and at the level of this surface the solidification of the skin of the article on the cooled wall begins. These variations are the main cause of the appearance of periodic irregularities on the surface of the article, such as oscillation wrinkles and solidification bumps, the occurrence of which should be reduced as much as possible.
Ein bekannter Vorschlag zur Lösung dieses Problems besteht darin, die Oberfläche des flüssigen Metalls in der Kokille von dem Niveau zu entfernen, an dem die Erstarrung des Gegenstandes einsetzt. Zu diesem Zweck wird auf den oberen Rand des gekühlten metallischen Bauteils der Kokille und in dessen Verlängerung ein nicht gekühltes rohrförmiges Bauteil, auch Eingußaufsatz genannt, angeordnet, wobei die Menge an eingefülltem Metall und die Gießgeschwindigkeit derart eingestellt werden, dass die Metalloberfläche im Inneren des Eingußaufsatzes verbleibt. Da dieser aus einem wärmeisolierendem Material besteht, wie z. B. einem aluminumhaltigen feuerfesten Material, beginnt die Erstarrung der Haut des Gegenstandes prinzipiell nicht an seinen Wänden, sondern erst auf Höhe des metallischen Bauteils. Die Schwankungen des Niveaus der Oberfläche des flüssigen Metalls beeinträchtigen daher nicht den Bereich, in dem die Erstarrung beginnt. Diese erfolgt daher in sehr regelmäßiger Weise und führt zu einer Qualität der Oberfläche und des Bereiches unterhalb der Oberfläche des Gegenstandes, die erheblich besser ist im Vergleich zu den herkömmlichen Stranggußanlagen. Derartige Anlagen werden üblicherweise mit dem Ausdruck "Stranggießen mit Aufsatz" bezeichnet.A well-known proposal to solve this problem is to move the surface of the liquid metal in the mold away from the level at which the solidification of the object begins. To this end, a non-cooled tubular component, also called a pouring attachment, is placed on the upper edge of the cooled metallic component of the mold and in its extension, the amount of metal filled and the pouring speed being adjusted so that the metal surface remains inside the pouring attachment. Since this is made of a heat-insulating material, such as a refractory material containing aluminum, the solidification of the skin of the object does not in principle begin at its walls, but only at the level of the metallic component. The fluctuations in the level of the surface of the liquid metal therefore do not affect the area in which solidification begins. This therefore takes place in a very regular manner and leads to a quality of the surface and the area below the surface of the object that is considerably better than in conventional continuous casting plants. Such plants are usually referred to as "continuous casting with attachment".
Ferner reicht bei derartigen Anlagen die eingetauchte Düse, welche das flüssige Metall in die Kokille einfüllt, mit ihrem offenen Ende bis in das Innere des Eingußaufsatzes. Das von ihr umschlossene Metall bildet dadurch ein Dämfungsvolumen, welches die Turbulenzen aufgrund der Metallankunft dämpft, bevor dieses das Niveau des metallischen Elementes erreicht. Dies trägt ebenfalls zum Erhalt einer größeren Regelmäßigkeit der Erstarrung der ersten Metallschichten bei, verglichen mit dem Fall des herkömmlichen Stranggießens, bei dem diese Turbulenzen den gesamten oberen Teil des gekühlten metallischen Elementes beeinflussen und sogar die Erstarrung in der Nähe der Bereiche mit starken Rezirkulationen verlangsamen können.Furthermore, in such plants, the submerged nozzle, which fills the mold with liquid metal, reaches with its open end into the interior of the pouring head. The metal enclosed by it thus forms a damping volume which dampens the turbulence due to the arrival of the metal before it reaches the level of the metallic element. This also contributes to obtaining a greater regularity in the solidification of the first metallic layers, compared to the case of conventional continuous casting, where this turbulence affects the entire upper part of the cooled metallic element and can even slow down the solidification near the areas with strong recirculation.
Um sicherzustellen, dass die Erstarrung genau auf dem Niveau des metallischen Bauteils einsetzt, ist es möglich, wie bereits in der Veröffentlichung EP 0620062 vorgeschlagen, Gas unter Druck auf Höhe der Verbindung zwischen dem feuerfesten Bauteil und dem metallischen Bauteil einzublasen. Dadurch soll erreicht werden, dass die erstarrte Haut, die in unerwünschter Weise bereits an den Wänden des Eingußaufsatzes ausgebildet wird, abgelöst wird, welcher beispielsweise noch nicht den vollständigen thermischen Zustand erreicht hat.In order to ensure that solidification begins exactly at the level of the metal component, it is possible, as already proposed in publication EP 0620062, to inject gas under pressure at the level of the connection between the refractory component and the metal component. This is intended to remove the solidified skin that is already undesirably formed on the walls of the sprue attachment, which, for example, has not yet reached the full thermal state.
Sowohl beim herkömmlichen Stranggießen als auch beim Stranggießen mit Aufsatz ist es unabdingbar, die Innenwand des gekühlten metallischen Bauteils der Kokille zu schmieren, um ein gutes Gleitverhalten der erstarrten Haut des gerade abgezogenen Gegenstandes zu gewährleisten und Abrisse zu vermeiden. Beim herkömmlichen Stranggießen können dafür zwei Verfahren eingesetzt werden. Eines besteht darin, auf der Oberfläche des flüssigen Metalls ein Deckpulver auf Basis von Oxiden und Flußmitteln aufzubringen. Dieses bildet eine flüssige Schicht auf der Berührungsfläche mit dem Metall, sowie am Umfang der Kokille, wobei diese Flüssigkeit, deren Schmiereigenschaften von der Zusammensetzung des Pulvers abhängen, zwischen die Wand und die erstarrte Haut eindringt. Das Pulver gewährleistet außerdem ein Einfangen von nicht metallischen Einschlüssen, die bis zur Metalloberfläche aufgestiegen sind, einen Schutz des flüssigen Metalls gegen atmosphärische Oxidationsvorgänge, sowie einen Schutz gegen vom Metall ausgesandte Strahlung. Die Anforderungen an die Zusammensetzung des Pulvers, die das Fließvermögen an der Berührungsfläche zwischen Pulver und Metall beeinflußt, sind nicht für alle diese Funktionen identisch. Die Wahl der Zusammensetzung ist daher notwendigerweise ein Kompromiß, der nicht in optimaler Weise für alle geeignet ist. Das andere Verfahren zur Schmierung besteht darin, auf der Metalloberfläche in der Kokille eine Ölschicht aufzubringen, beispielsweise ColzaÖl, welches zwischen die Wand und die erstarrte Haut eindringt. Man erhält damit eine Schmierung sehr guter Qualität, wobei jedoch die Funktionen des Einfangens von Einschlüssen des Schutzes des Metalls gegen Oxidationsvorgänge und der Abschirmung von Strahlung nicht gewährleistet sind. Dieses Verfahren wird daher kaum in den Gußanlagen für Gegenstände sehr kleiner Formate mit freiem Gußstrahl (ohne eingetauchte Düse) verwendet. In derartigen Anlagen würde bei Verwendung eines Deckpulvers das Auftreffen des Gießstrahls auf die Metalloberfläche ein Eindringen des Pulvers in das Innere der Kokille bewirken und damit eine schwerwiegende Verunreinigung des Metalls.In both conventional and top-loading continuous casting, it is essential to lubricate the inner wall of the cooled metal part of the mold to ensure good sliding of the solidified skin of the object being drawn off and to avoid breakage. In conventional continuous casting, two methods can be used to do this. One consists in depositing a covering powder based on oxides and fluxes on the surface of the liquid metal. This forms a liquid layer on the surface in contact with the metal and on the periphery of the mold. This liquid, the lubricating properties of which depend on the composition of the powder, penetrates between the wall and the solidified skin. The powder also ensures that non-metallic inclusions which have risen to the metal surface are trapped, that the liquid metal is protected against atmospheric oxidation processes and that it is protected against radiation emitted by the metal. The requirements for the composition of the powder, which influences the fluidity at the interface between the powder and the metal, are not the same for all of these functions. The choice of composition is therefore necessarily a compromise that is not optimal for all of them. The other method of lubrication consists in applying a layer of oil, such as Colza oil, to the metal surface in the mould, which penetrates between the wall and the solidified skin. This provides very good quality lubrication, but does not guarantee the functions of trapping inclusions, protecting the metal against oxidation processes and shielding from radiation. This method is therefore rarely used in casting plants for very small objects with free Casting jet (without immersed nozzle) is used. In such systems, if a covering powder is used, the impact of the casting jet on the metal surface would cause the powder to penetrate into the interior of the mold and thus seriously contaminate the metal.
Von diesen beiden Verfahren ist das erste nicht übertragbar auf den Fall des Gießens mit Aufsatz. Das auf die Metalloberfläche im Eingußaufsatz aufzubringende Pulver zum Schutz des Metalls und zum Einfangen von Einschlüssen kann nicht bis zum oberen Rand des metallischen Bauteils gelangen, an dem die Erstarrung der Haut einsetzt, sodass es keinerlei Rolle für die Schmierung spielt. Andererseits ist es nicht möglich, Pulver auf dem Niveau der Verbindung zwischen Eingußaufsatz und metallischem Bauteil einzupressen, da dadurch eine Verunreinigung des Metalls durch denjenigen Teil des Pulvers hervorgerufen werden würde, der in unvermeidlicher Weise in das Innere eindringt. Hierbei wird zur Schmierung der Kokille das Einspritzen von Öl entlang des Innenumfangs des metallischen Bauteils eingesetzt in der Nähe seiner Verbindung mit dem Eingußaufsatz. Dies erfolgt beispielsweise mit einem mit einem Spalt versehenen gekühlten metallischen Einsatz zwischen ihnen. Eine ausreichende Schmierung über die gesamte Höhe des metallischen Bauteils (das üblicherweise eine Länge in der Größenordnung von 700 mm aufweist) ist trotzdem problematisch. Die sehr hohe Temperatur an der Einspritzstelle bedingt nämlich ein teilweises Cracken des Öls, wobei das dabei freigesetzte Gas (im wesentlichen CO und Methan) begrenzt werden muß, um ein Aufbrodeln des Metalls in der Kokille zu vermeiden. Dadurch kann nur eine relativ begrenzte Ölmenge eingespritzt werden, da eine Erhöhung dieser Menge bis auf einen Wert, der für die korrekte Schmierung der Kokille von oben nach unten ausreicht, zu einem Freisetzen von Gas in unzulässig großer Menge führen würde. Dies führt dazu, dass die Öleinspritzung auf dem Niveau der Verbindung zwischen Eingußaufsatz und metallischem Bauteil durch eine zusätzliche Einspritzung ergänzt wird, welche im unteren Teil des metallischen Bauteils erfolgt. Dadurch wird eine ausreichende Schmierung auf den letzten zehn bis zwanzig Zentimetern der Kokille ermöglicht, wodurch jedoch der Bauaufwand für die Kokille noch weiter erhöht wird.Of these two methods, the first is not applicable to the case of cap-type casting. The powder applied to the metal surface in the cap-type to protect the metal and capture inclusions cannot reach the upper edge of the metal part where the skin solidifies, so it plays no role in lubrication. On the other hand, it is not possible to inject powder at the level of the junction between the cap-type and the metal part, as this would cause contamination of the metal by that part of the powder which inevitably penetrates inside. In this case, oil is injected along the inner periphery of the metal part to lubricate the mould, close to its junction with the cap-type. This is done, for example, using a cooled metal insert with a gap between them. Adequate lubrication over the entire height of the metal part (which is usually of the order of 700 mm long) is nevertheless problematic. The very high temperature at the injection point causes partial cracking of the oil, and the gases released (mainly CO and methane) must be limited to prevent the metal from bubbling up in the mould. This means that only a relatively limited amount of oil can be injected, since increasing this amount to a level that is too high for the Correct lubrication of the mold from top to bottom would result in the release of gas in an unacceptably large amount. This means that the oil injection at the level of the connection between the pouring attachment and the metal component is supplemented by an additional injection, which takes place in the lower part of the metal component. This enables sufficient lubrication on the last ten to twenty centimeters of the mold, but this increases the construction effort for the mold even further.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine optimale Schmierung der Gesamtheit des gekühlten metallischen Abschnitts der Kokille der Stranggußanlage erreicht wird, das in allen Fällen die Verwendung eines flüssigen Schmiermittels in einer herkömmlichen Stranggußanlage ermöglicht und das den Aufbau der Stranggußkokille mit Aufsatz vereinfacht.The aim of the invention is to propose a method for achieving optimal lubrication of the entire cooled metal section of the continuous casting plant's mold, which in all cases allows the use of a liquid lubricant in a conventional continuous casting plant and which simplifies the construction of the continuous casting mold with attachment.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schmierung einer Stranggußkokille für einen metallischen Gegenstand, die ein stark gekühltes in senkrechter Richtung oszillierendes metallisches rohrförmiges Bauteil aufweist, das einen Durchlaß für das gegossene Metall bildet und das dazu dient, bei der Wandberührung im Durchlaß die Erstarrung des metallischen Gegenstandes zu bewirken, wobei durch das metallische rohrförmige Bauteil hindurch ein Schmiermittel in Richtung des erstarrenden metallischen Gegenstandes eingespritzt wird; es ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Einspritzung eines sich im flüssigen Zustand befindlichen Schmiermittels an Stellen erfolgt, die ringförmig auf einem einzigen Niveau des rohrförmigen Bauteils verteilt angeordnet sind, wobei dieses Niveau um mehr als 20 cm vom niedrigsten Niveau entfernt ist, an dem die Erstarrung des Gegenstandes einsetzen kann und dass die Schmiermittelmenge ausreicht, um ein Aufsteigen eines Teils des Schmiermittels entlang der Wand bis zu dem Niveau, an dem die Erstarrung des Gegenstandes tatsächlich beginnt, zu bewirken.To this end, the invention relates to a method for lubricating a continuous casting mould for a metallic object, which comprises a strongly cooled metallic tubular component which oscillates vertically and forms a passage for the cast metal and which serves to cause the metallic object to solidify when it comes into contact with the wall in the passage, a lubricant being injected through the metallic tubular component in the direction of the metallic object which is being solidified; it is characterized in that this injection of a lubricant in the liquid state takes place at points which are arranged in a ring-shaped manner on a single level of the tubular component, this level being more than 20 cm from the lowest level from the point at which solidification of the object can begin and that the amount of lubricant is sufficient to cause a portion of the lubricant to rise along the wall to the level at which solidification of the object actually begins.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Kokille für eine Anlage zum Stranggießen metallischer Gegenstände, mit einem stark gekühlten metallischen rohrförmigen Bauteil, das einen Durchlaß für das gegossene Metall bildet und das dazu dient, bei Berührung mit der Wand im Durchlaß die Erstarrung des metallischen Gegenstandes zu bewirken, mit einer Anordnung, um die Kokille vertikal oszillieren zu lassen und mit einer Anordnung zum Einspritzen eines Schmiermittels durch das metallische rohrförmige Bauteil hindurch in Richtung des erstarrenden metallischen Gegenstandes; sie ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Anordnung auf einem einzigen Niveau des metallischen rohrförmigen Bauteils angeordnet ist, wobei dieses Niveau mehr als 20 cm vom niedrigsten Niveau entfernt ist, an dem die Erstarrung des Gegenstandes einsetzen kann.The invention also relates to a mould for a plant for the continuous casting of metal objects, comprising a highly cooled metal tubular component which forms a passage for the cast metal and which serves to cause the metal object to solidify when it comes into contact with the wall in the passage, a device for making the mould oscillate vertically and a device for injecting a lubricant through the metal tubular component in the direction of the solidifying metal object; it is characterized in that this device is arranged at a single level of the metal tubular component, this level being more than 20 cm from the lowest level at which the object can begin to solidify.
Wie man sieht, besteht die Erfindung darin, das Einspritzen des flüssigen Schmiermittels auf einem Niveau der Kokille vorzuschlagen, welches erheblich niedriger liegt als das Niveau, auf dem die Erstarrung des gegossenen Gegenstandes beginnt und nicht auf diesem selben Niveau. In der Tat haben die Erfinder festgestellt, dass die senkrechten Oszillationsbewegungen der Kokille ausreichen können, um einen erheblichen Anstieg eines Teils des Schmiermittels entlang den Wänden des gekühlten metallischen Bauteils zu bewirken. Durch entsprechende Einstellung des Ortes und der Einspritzparameter des Schmiermittels ist es also möglich, dass ein erheblicher Anteil bis zu dem Niveau gelangt, an dem die Erstarrung einsetzt, wodurch eine ausreichende Schmierung der Kokille über die gesamte Höhe ihres gekühlten metallischen Bauteils ausschließlich mit dieser Einspritzung gewährleistet wird. Diese Menge muß andererseits ausreichend gering gehalten werden, um keine schädlichen Gasfreisetzungen in der Kokille hervorzurufen. In einer herkömmlichen Stranggußanlage wird also kein Deckpulver mehr für diese Schmierfunktion eingesetzt, sodass dessen Zusammensetzung optimiert werden kann, um in bestmöglicher Weise die Funktionen des Einfangens von Einschlüssen und des Schutzes der Oberfläche des flüssigen Metalls zu übernehmen. Bei einem Gießen mit Aufsatz ist es demzufolge nicht mehr erforderlich, ein Einspritzen von flüssigem Schmiermittel auf mehreren Niveaus des gekühlten Bauteiles der Kokille vorzusehen, wodurch deren Aufbau erheblich vereinfacht wird.As can be seen, the invention consists in proposing the injection of the liquid lubricant at a level of the mold which is considerably lower than the level at which the solidification of the cast object begins, and not at this same level. In fact, the inventors have found that the vertical oscillatory movements of the mold can be sufficient to cause a significant rise of a portion of the lubricant along the walls of the cooled metal component. By appropriately adjusting the location and the injection parameters of the lubricant, it is therefore possible for a significant portion to reach the level at which which solidification begins, thus ensuring adequate lubrication of the mould over the entire height of its cooled metal part exclusively with this injection. This quantity must also be kept sufficiently low so as not to cause harmful gas releases in the mould. In a conventional continuous casting plant, covering powder is therefore no longer used for this lubricating function, so that its composition can be optimised to perform the functions of capturing inclusions and protecting the surface of the liquid metal as best as possible. In top-mounted casting, it is therefore no longer necessary to provide for the injection of liquid lubricant at several levels of the cooled part of the mould, which considerably simplifies its design.
Die Erfindung wird besser verstanden im Zusammenhang mit der auf die beigefügten Figuren bezogenen Beschreibung; es zeigenThe invention will be better understood in connection with the description based on the attached figures; show
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Stranggußanlage mit Aufsatz für Metalle, die mit einer erfindungsgemäßen Kokille versehen ist,Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a continuous casting plant with attachment for metals, which is provided with a mould according to the invention,
Fig. 2 in gleicher Weise eine herkömmliche Stranggußanlage, die mit einer erfindungsgemäßen Kokille versehen ist; undFig. 2 similarly shows a conventional continuous casting plant equipped with a mold according to the invention; and
Fig. 3 im einzelnen ein Ausführungsbeispiel eines metallischen rohrförmigen Bauteils einer erfindungsgemäßen Kokille.Fig. 3 shows in detail an embodiment of a metallic tubular component of a mold according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Kokille 1 besteht, wie es für das Stranggießen von Stahl oder anderen Metallen mit einem Aufsatz üblich ist, aus zwei übereinander angeordneten Bauteilen. Das hauptsächliche metallische rohrförmige Bauteil 2 besteht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, dessen Innenfläche 3 einen Durchlaß 4 bildet, dessen Abmessungen identisch mit denjenigen des zu gießenden Gegenstandes sind und dessen Querschnitt rund, quadratisch oder rechteckig ist. Dieses metallische rohrförmige Bauteil 2 kann aus einem einstückigen Teil bestehen (wie es meistens der Fall ist für das Gießen von Rundmaterial, Knüppeln oder Blöcken aus Stahl) oder kann aus dem Zusammenbau von Platten bestehen, wobei jede einer Fläche der Kokille 1 entspricht (allgemeiner Fall für das Gießen von Stahlbrammen). In herkömmlicher Weise wird das metallische rohrförmige Bauteil 2 durch eine Wasserzirkulation 5 gekühlt, die beispielsweise zwischen der Außenfläche 6 und einer diese umgebenden Hülle 7 angeordnet ist. Auf dem oberen Rand 8 des metallischen rohrförmigen Bauteils 7 ist das zweite Bauteil der Kokille aufgesetzt, das heißt, ein Eingußaufsatz 9, der aus einem rohrförmigen Bauteil aus einem feuerfesten Material, beispielsweise einem 90-10%-Aluminium-Kieselerde-Gemisch besteht. Die Innenfläche 10 des Eingußaufsatzes 9 bildet einen Durchlaß 11, der in der Verlängerung des von der Innenfläche 3 des metallischen rohrförmigen Bauteils 2 gebildeten Durchlasses 4 angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Durchlässe 4 und 11 die gleichen Abmessungen auf, wobei jedoch vorgesehen sein kann, dass einer von ihnen eine geringere Größe als der andere aufweist, um den Beginn der Erstarrung des gegossenen Gegenstandes zu erleichtern. Ebenfalls in bekannter Weise ist eine eingetauchte Düse 12 mit einem nicht dargestellten Verteiler verbunden zur Aufnahme des flüssigen zu gießenden Metalls 13 und um dieses in den inneren Durchlaß 11 des Eingußaufsatzes 9 einzufüllen. Dieser besteht aus einem wärmeisolierendem Material, sodass fast keine Erstarrung des flüssigen Metalls 13 an seinen Wänden auftritt, sondern erst dann beginnt, wenn das flüssige Metall 13 die Innenwand 3 des gekühlten metallischen Bauteils 2 berührt, das heißt, auf dem Niveau des oberen Randes 8 dieses Bauteils 2. Diese Erstarrung führt zur Ausbildung einer erstarrten Stahlhaut 14, deren Dicke in Richtung nach unten der Kokille 1 hin zunimmt und die den noch flüssigen Kern 15 des gegossenen Gegenstandes 16 einschließt. Der Gegenstand 16 wird kontinuierlich aus der Kokille 1 durch eine nicht dargestellte bekannte Vorrichtung abgezogen, welche im unteren Bereich der Anlage angeordnet ist. Die Kühlung des Gegenstandes 16 nach dem Austritt aus der Kokille 1 im teilweise erstarrten Zustand erfolgt in herkömmlicher Weise mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung zum Aufsprühen von Wasserstrahlen oder eines Gemisches aus Wasser/Luft auf seine Außenfläche und zwar unmittelbar unterhalb der Kokille 1, wobei dieses fortgesetzt wird über eine Länge von einigen Metern. Der Gegenstand 1 erstarrt dadurch vollständig und kühlt sich aufgrund von Konvektion und Abstrahlung ab. Die Kokille 1 weist außerdem in herkömmlicher Weise eine nicht dargestellte Vorrichtung auf, die es ermöglicht, sie in Richtung des Pfeiles 17 in senkrechte Oszillationsbewegungen zu versetzen. Diese Oszillationen können sinusförmig sein oder einen komplizierten Verlauf nehmen. Üblicherweise beträgt die Frequenz einige Hz, wobei die Amplitude einige mm beträgt.The mould 1 shown in Fig. 1 consists, as is usual for the continuous casting of steel or other metals with a head, of two superimposed components. The main metal tubular component 2 is made of copper or a copper alloy, the inner surface 3 of which forms a passage 4 whose dimensions are identical to those of the object to be cast and whose cross-section is round, square or rectangular. This metal tubular component 2 can consist of a single piece (as is usually the case for the casting of round stock, billets or blocks of steel) or can consist of an assembly of plates, each corresponding to a surface of the mould 1 (general case for the casting of steel slabs). In conventional manner, the metal tubular component 2 is cooled by a water circulation 5 arranged, for example, between the outer surface 6 and a casing 7 surrounding it. On the upper edge 8 of the metal tubular component 7 is placed the second component of the mold, that is to say a pouring cap 9, which consists of a tubular component made of a refractory material, for example a 90-10% aluminum-silica mixture. The inner surface 10 of the pouring cap 9 forms a passage 11 arranged in the extension of the passage 4 formed by the inner surface 3 of the metal tubular component 2. In the embodiment shown, the two passages 4 and 11 have the same dimensions, but it can be provided that one of them is smaller than the other in order to facilitate the onset of solidification of the cast object. Also in a known manner, a submerged nozzle 12 is connected to a distributor (not shown) for receiving the liquid metal 13 to be cast and to fill it into the inner passage 11 of the pouring attachment 9. This consists of a heat-insulating material so that almost no solidification of the liquid metal 13 occurs on its walls, but only begins when the liquid metal 13 touches the inner wall 3 of the cooled metallic component 2, that is, at the level of the upper edge 8 of this component 2. This solidification leads to the formation of a solidified steel skin 14, the thickness of which increases towards the bottom of the mold 1 and which encloses the still liquid core 15 of the cast object 16. The object 16 is continuously withdrawn from the mold 1 by a known device (not shown) which is arranged in the lower region of the system. The cooling of the object 16 after it emerges from the mold 1 in a partially solidified state is carried out in a conventional manner by means of a device (not shown) for spraying jets of water or a water/air mixture onto its outer surface immediately beneath the mold 1, this spraying continuing over a length of several meters. The object 1 thus solidifies completely and cools down by convection and radiation. The mold 1 also has a device (not shown) in a conventional manner which enables it to be set in vertical oscillating movements in the direction of arrow 17. These oscillations can be sinusoidal or have a complex course. The frequency is usually a few Hz, the amplitude being a few mm.
Die Kokille 1 weist außerdem eine Vorrichtung auf zur Schmierung der Innenfläche 3 des gekühlten metallischen rohrförmigen Bauteils 2 durch Einspritzung entlang des Umfangs seiner Fläche eines flüssigen Schmiermittels, wie z. B. eines Öles, die Fläche 3 und die erstarrte Haut 14 des Gegenstandes 16 eindringt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Praxis, bei der diese Einspritzung auf der Oberseite des metallischen Bauteils 2 erfolgt und zugleich im unteren Abschnitt dieses Bauteils, erfolgt erfindungsgemäß die Einspritzung des flüssigen Schmiermittels auf einem einzigen Niveau, welches um mehr als 20 cm vom oberen Rand 8 des gekühlten metallischen Bauteils 2 entfernt ist. Diese Einspritzung erfolgt mittels Kanälen 18, 19, welche in den Wänden des metallischen Bauteils 2 vorgesehen sind, wobei das Schmiermittel bis zu Öffnungen 20, 21 geleitet wird, welche an der Innenfläche 3 dieses Bauteils 2 derart münden, dass es über den gesamten Umfang der erstarrten Haut 14 des Gegenstandes 16 verteilt wird. Das Schmiermittel selbst wird den Kanälen 18, 19 über eine nicht dargestellte Anordnung zugeführt, welche mit inneren Öffnungen 22, 23 der Kanäle 18, 19 verbunden ist, die am unteren Rand 24 des gekühlten metallischen Bauteils 2 münden.The mold 1 also has a device for lubricating the inner surface 3 of the cooled metallic tubular component 2 by injection along the periphery of its surface of a liquid lubricant, such as an oil, penetrates the surface 3 and the solidified skin 14 of the object 16. Unlike conventional practice, in which this injection takes place on the upper side of the metal component 2 and at the same time in the lower part of this component, according to the invention the liquid lubricant is injected at a single level, which is more than 20 cm from the upper edge 8 of the cooled metal component 2. This injection takes place by means of channels 18, 19 provided in the walls of the metal component 2, the lubricant being directed to orifices 20, 21 which open onto the inner surface 3 of this component 2 in such a way as to distribute it over the entire periphery of the solidified skin 14 of the object 16. The lubricant itself is supplied to the channels 18, 19 via an arrangement not shown, which is connected to inner openings 22, 23 of the channels 18, 19, which open at the lower edge 24 of the cooled metallic component 2.
Wie bei anderen Stranggußanlagen mit Aufsatz ist es wünschenswert, dass die Oberfläche des in der Kokille 1 vorhandenen flüssigen Metalls 13 durch ein Deckpulver 25 bedeckt ist, welches nicht zur Schmierung der Innenfläche 3 des gekühlten metallischen Bauteils 2 beiträgt. Es ist dadurch leichter, dessen Zusammensetzung dahingehend zu optimieren, dass es seine Rolle für den Schutz des Metalls 13 gegen erneute Oxidationsvorgänge und die Aufnahme von nicht metallischen Einschlüssen übernehmen kann.As in other continuous casting plants with an attachment, it is desirable that the surface of the liquid metal 13 present in the mold 1 is covered by a covering powder 25 which does not contribute to the lubrication of the inner surface 3 of the cooled metallic component 2. It is therefore easier to optimize its composition so that it can play its role in protecting the metal 13 against renewed oxidation processes and the absorption of non-metallic inclusions.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete herkömmliche Stranggußanlage gemäß Fig. 2 weist Bauteile auf, die äquivalent im Aufbau und der Funktion zu denjenigen der Anlage gemäß Fig. 1 sind, wobei diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Diese Anlage unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass das gekühlte metallische rohrförmige Bauteil 2 die Gesamtheit der Innenwand der Kokille 1 bildet. Demzufolge gibt es keinen wärmeisoliserenden Eingußaufsatz. Die Oberfläche des in der Kokille 1 vorhandenen flüssigen Metalls 15 befindet sich unterhalb des oberen Randes 8 des metallischen Bauteils 2, wobei auf diesem Niveau die Erstarrung der Haut 14 des Gegenstandes 16 beginnt. Wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäß die Schmierung der Innenfläche der Kokille 1 in ihrer Gesamtheit durch die Einspritzung eines flüssigen Schmiermittels gewährleistet, die in einem Abstand von demjenigen Niveau durchgeführt wird, an dem die Erstarrung der Haut 14 beginnt. Damit bei allen Einsatzmöglichkeiten einer Stranggußanlage kein übermäßiges Cracken des Schmiermittels auftritt, ist es erforderlich, dass diese Einspritzung in einem Abstand von wenigstens 20 cm unterhalb der Oberfläche des flüssigen Metalls 15 erfolgt. Dies bedeutet, dass die Einspritzvorrichtung für das Schmiermittel wenigstens 20 cm unterhalb des niedrigsten Niveaus angeordnet wird, bei welchem der Beginn der Erstarrung des Gegenstandes 16 auftreten kann. Außerdem muß das Schmiermittel in einer derartigen Menge eingespritzt werden, dass unter Berücksichtigung der anderen Betriebsbedingungen zu jedem Zeitpunkt ein erheblicher Anteil an Schmiermittel entlang den Wänden des gekühlten rohrförmigen Hauteils 2 bis zu demjenigen Niveau aufsteigen kann, an dem tatsächlich die Erstarrung des Gegenstandes 16 beginnt.The conventional continuous casting plant designed according to the invention as shown in Fig. 2 has components which are equivalent in structure and function to those of the Plant according to Fig. 1, these being provided with the same reference numerals. This plant differs from the previous one in that the cooled metal tubular component 2 forms the entire inner wall of the mold 1. Consequently, there is no heat-insulating pouring cap. The surface of the liquid metal 15 present in the mold 1 is located below the upper edge 8 of the metal component 2, at which level the solidification of the skin 14 of the object 16 begins. As in the previous embodiment, according to the invention the lubrication of the inner surface of the mold 1 as a whole is ensured by the injection of a liquid lubricant, which is carried out at a distance from the level at which the solidification of the skin 14 begins. In order to avoid excessive cracking of the lubricant in all possible applications of a continuous casting plant, it is necessary that this injection be carried out at a distance of at least 20 cm below the surface of the liquid metal 15. This means that the lubricant injection device is arranged at least 20 cm below the lowest level at which the beginning of solidification of the object 16 can occur. In addition, the lubricant must be injected in such a quantity that, taking into account the other operating conditions, at any time a significant proportion of lubricant can rise along the walls of the cooled tubular skin part 2 up to the level at which the solidification of the object 16 actually begins.
Der Hauptvorteil dieser technischen Lösung beim herkömmlichen Stranggießen liegt darin, die Verwendung eines Deckpulvers 25 zu ermöglichen, dessen Zusammensetzung insbesondere an das Einfangen von Einschlüssen und an die Isolierung des flüssigen Metalls 15 gegen die Atmosphäre angepaßt ist, da dieses nicht zur Schmierung der Kokille 1 beitragen muß. Diese Anpassung führt zu einer Wahl eines Pulvers 25, das an seiner Berührungsfläche mit dem flüssigen Metall 15 ein verringertes Fließvermögen aufweist, verglichen mit demjenigen, welches beim herkömmlichen Stranggußverfahren erforderlich ist.The main advantage of this technical solution in conventional continuous casting is that it enables the use of a covering powder 25, the composition of which in particular, it is adapted to the capture of inclusions and to the insulation of the liquid metal 15 from the atmosphere, since the latter does not have to contribute to the lubrication of the mould 1. This adaptation leads to the choice of a powder 25 which has a reduced fluidity at its contact surface with the liquid metal 15, compared with that required in the conventional continuous casting process.
Fig. 3 zeigt in detaillierter Weise ein nicht begrenzend gemeintes Ausführungsbeispiel eines metallischen Bauteils 2 für die Kokille 1 ohne die Hülle 7, welche dieses umgibt, wenn es in die Stranggußanlage eingesetzt ist. Dieses Beispiel eignet sich für das Gießen von Stahlgegenständen mit quadratischem Querschnitt von beispielsweise 155 mm Seitenlänge. Man erkennt bei diesem Ausführungsbeispiel, dass die Kanäle 18, 18' für die Zufuhr des Schmiermittels aus Längsnuten bestehen, welche in die Außenwand 6 des metallischen Bauteils 2 in der Verlängerung von Bohrungen eingearbeitet sind, die am unteren Rand 24 vorgesehen sind unter Ausbildung von unteren Öffnungen 22, 22', 23, 23' für die Kanäle 18, 18', 19. Diese Kanäle 18, 18', 19 münden mit ihrem oberen Ende jeweils in einer Verteilkammer 25, 25', bestehend aus einer in Querrichtung zum entsprechenden Kanal 18, 18', 19 vorgesehenen Aussparung in der Außenwand 6 des metallischen Bauteils 2, wobei sie sich bis in die Nähe der Kanten 26, 27, 28 des Bauteils 2 erstreckt. Der Boden einer jeden Verteilkammer 25, 25' ist mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen 20, 20', 21 versehen, die an der Innenwand 3 des metallischen Bauteils 2 münden und die oben genannten Öffnungen bilden, um das Schmiermittel zwischen das metallische Bauteil 2 und die erstarrte Haut 14 des gegossenen Gegenstandes 16 zu leiten. Die Kanäle 18, 18', 19 und die Verteilkammern 25, 25' werden nach ihrer Ausbildung in dichter Weise durch (nicht dargestellte) Abdeckungen verschlossen, die an der Außenwand 6 des metallischen Bauteils 2 angeordnet werden, beispielsweise durch Elektronenstrahlverschweißung. Diese Befestigungsart weist den Vorteil auf, dass das Anlegen von Ultraschallwellen an die Kokille 1 ohne Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen Abdeckung und metallischem Bauteil 2 möglich ist, wie es jedoch nicht der Fall wäre, wenn diese Befestigung mittels Schrauben erfolgen würde. Es sei betont, dass die Ultraschallwellen in herkömmlicher Weise zu einer Verbesserung der Schmierung der Kokille 1 beitragen können und zugleich die Wirksamkeit des Kühlsystems erhöhen.Fig. 3 shows in detail a non-limiting embodiment of a metallic component 2 for the mold 1 without the shell 7 which surrounds it when it is inserted into the continuous casting plant. This example is suitable for casting steel objects with a square cross-section of, for example, 155 mm side length. In this embodiment, it can be seen that the channels 18, 18' for supplying the lubricant consist of longitudinal grooves which are machined into the outer wall 6 of the metallic component 2 in the extension of bores provided on the lower edge 24 to form lower openings 22, 22', 23, 23' for the channels 18, 18', 19. These channels 18, 18', 19 each open with their upper end into a distribution chamber 25, 25', consisting of a recess provided in the transverse direction to the corresponding channel 18, 18', 19 in the outer wall 6 of the metallic component 2, which extends to the vicinity of the edges 26, 27, 28 of the component 2. The bottom of each distribution chamber 25, 25' is provided with a plurality of small openings 20, 20', 21 which open out at the inner wall 3 of the metallic component 2 and form the above-mentioned openings in order to guide the lubricant between the metallic component 2 and the solidified skin 14 of the cast article 16. The channels 18, 18', 19 and the distribution chambers 25, 25'are Formation is sealed by covers (not shown) which are arranged on the outer wall 6 of the metal component 2, for example by electron beam welding. This type of fastening has the advantage that ultrasonic waves can be applied to the mold 1 without affecting the seal between the cover and the metal component 2, which would not be the case if this fastening were carried out by means of screws. It should be emphasized that the ultrasonic waves can contribute in a conventional manner to improving the lubrication of the mold 1 and at the same time increase the effectiveness of the cooling system.
Vorzugsweise sind die dünnen Längsnuten 29 auf der Innenwand 3 des metallischen Bauteils 2 zwischen dem unteren Rand 24 und den Verteilkammern 25, 25' für das Schmiermittel gegenüber den Öffnungen 20, 20', 21 vorgesehen. Diese Nuten erleichtern die Abfuhr von überschüssigem Schmiermittel und von Gas, welches aus dem Cracken resultiert in Richtung zum unteren Teil der Kokille 2 hin.Preferably, the thin longitudinal grooves 29 are provided on the inner wall 3 of the metallic component 2 between the lower edge 24 and the distribution chambers 25, 25' for the lubricant opposite the openings 20, 20', 21. These grooves facilitate the removal of excess lubricant and gas resulting from the cracking towards the lower part of the mold 2.
Beispielsweise können die Abmessungen für die verschiedenen beschriebenen Bauteile wie folgt gewählt werden:For example, the dimensions for the various components described can be selected as follows:
- Länge des metallischen Bauteils 2 : 700 mm- Length of the metallic component 2 : 700 mm
- Innenquerschnitt des metallischen Bauteils 2: Quadrat von 155 mm Seitenlänge;- Internal cross-section of the metallic component 2: square with side length 155 mm;
- Dicke der Wand des metallischen Bauteils 2 : 11 mm- Thickness of the wall of the metallic component 2 : 11 mm
- Breite der Kanäle 18, 18', 19 sowie Durchmesser der unteren Öffnungen 22, 22', 23, 23': 3 mm;- Width of channels 18, 18', 19 and diameter of the lower openings 22, 22', 23, 23': 3 mm;
- Abstand zwischen den Verteilkammern 25, 25' und den Kanten des metallischen Bauteils 2 : 10 mm;- Distance between the distribution chambers 25, 25' and the edges of the metallic component 2 : 10 mm;
- Durchmesser der Öffnungen 20, 20', 21 für die Zufuhr des Schmiermittels an die Innenwand des metallischen Bauteils 2 : 0,5 mm;- Diameter of the openings 20, 20', 21 for supplying the lubricant to the inner wall of the metal component 2: 0.5 mm;
- Anzahl dieser Öffnungen 20, 20', 21 : 28 für jede Verteilkammer 25, 25';- Number of these openings 20, 20', 21 : 28 for each distribution chamber 25, 25';
- Abstand zwischen diesen Öffnungen 20, 20', 21 und dem oberen Rand 8 des metallischen Bauteils 2 : 350 mm;- distance between these openings 20, 20', 21 and the upper edge 8 of the metallic component 2: 350 mm;
- Abmessungen der Längsnuten 29 zur Abfuhr von Schmiermittel zum unteren Teil des metallischen Bauteils 2 hin: Breite 0,5 mm, Tiefe: 1 mm.- Dimensions of the longitudinal grooves 29 for the removal of lubricant to the lower part of the metal component 2: width 0.5 mm, depth: 1 mm.
Wie man sieht, beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass unter dem Einfluß der Oszillationen der Kokille 1 ein Teil des flüssigen Schmiermittels entlang den Wänden des metallischen rohrförmigen Bauteils auf eine relativ große Höhe aufsteigen kann. Dadurch ist es möglich, eine Schmierung der gesamten Höhe des gekühlten rohrförmigen Bauteils 2 der Kokille 1 mittels einer Einspritzung an Schmiermittel zu gewährleisten, die auf einem einzigen Niveau erfolgt, wenn die Menge ausreicht unter Berücksichtigung der anderen Betriebsbedingungen. Zu diesem Zweck muß das Einspritzniveau des flüssigen Schmiermittels an eine geeignete Stelle gelegt werden, das heißt:As can be seen, the invention is based on the knowledge that, under the influence of the oscillations of the mold 1, a portion of the liquid lubricant can rise along the walls of the metal tubular component to a relatively high height. This makes it possible to ensure lubrication of the entire height of the cooled tubular component 2 of the mold 1 by means of an injection of lubricant which takes place at a single level if the quantity is sufficient taking into account the other operating conditions. For this purpose, the injection level of the liquid lubricant must be placed at a suitable location, that is to say:
- ausreichender Abstand vom oberen Ende 8 des gekühlten Bauteils 2, an dem die Erstarrung der Haut 14 beginnt, um die Risiken eines erheblichen Crackens des Schmiermittels zu vermeiden, wie es erfindungsgemäß vermieden werden soll;- sufficient distance from the upper end 8 of the cooled component 2, where the solidification of the skin 14 begins, to avoid the risks of significant cracking of the lubricant, as is to be avoided according to the invention;
- ausreichende Nähe zu diesem gleichen Ende, damit eine genügende Menge an Schmiermittel bis dorthin gelangen kann unter Berücksichtigung der anderen Betriebsbedingungen.- sufficient proximity to this same end to allow a sufficient amount of lubricant to reach it, taking into account the other operating conditions.
Die für die Festlegung des optimalen Ortes zum Einspritzen von Schmiermittel in eine vorgegebene Kokille zu berücksichtigenden Parameter sind im wesentlichen die Gießgeschwindigkeit des Gegenstandes 16, die Amplitude und die Frequenz der Oszillationen, das heißt der Schwingungen der Kokille 1 und die Menge an eingespritzten Schmiermittel. Bei gleichen Bedingungen erfolgt das Aufsteigen an Schmiermittel entlang des metallischen Bauteils 2 umso mehr, je größer die Schmiermittelmenge ist und je geringer die Gießgeschwindigkeit ist. Die Kokille 1 muß also derart ausgebildet sein, dass nur durch Veränderung der Schmiermittelmenge es möglich ist, eine korrekte Schmierung der Gesamtheit der Kokille 1 bei sämtlichen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, für die sie einzusetzen ist.The parameters to be taken into account in determining the optimal location for injecting lubricant into a given mold are essentially the casting speed of the object 16, the amplitude and frequency of the oscillations, i.e. the vibrations of the mold 1 and the amount of lubricant injected. Under the same conditions, the greater the amount of lubricant and the lower the casting speed, the greater the rise of lubricant along the metal component 2. The mold 1 must therefore be designed in such a way that only by changing the amount of lubricant is it possible to ensure correct lubrication of the entire mold 1 under all the operating conditions for which it is to be used.
Man könnte daran denken, das Schmiermittel in einem relativ geringen Abstand von demjenigen Ort einzuspritzen, an dem die Erstarrung des Gegenstandes 16 beginnt (d. h. weniger als 20 cm) und dabei nur eine verringerte Menge einzuspritzen, um zu vermeiden, dass übermäßige Crackvorgänge auftreten. Eine derartige Schmiermittelmenge würde jedoch nicht ausreichen, um in allen Einsatzfällen eine ausreichende Schmierung der Gesamtheit des unteren Abschnitts der Kokille 1 zu ermöglichen. Hierbei müßte dann ebenfalls Schmiermittel auf einem zweiten Niveau in diesem unteren Abschnitt eingespritzt werden, wodurch ein großer Vorteil der oben beschriebenen Lösung verloren ginge.It would be possible to inject the lubricant at a relatively short distance from the point where the solidification of the object 16 begins (i.e. less than 20 cm) and to inject a reduced quantity in order to avoid excessive cracking. However, such a quantity of lubricant would not be sufficient to ensure adequate lubrication of the entire lower section of the mold 1 in all cases of use. This would also require injecting lubricant at a second level in this lower section, thereby losing a major advantage of the solution described above.
Es wurde gefunden, dass für die oben beschriebene Kokille mit quadratischem Querschnitt und einer Seitenlänge von 155 mm in einer Stranggußanlage mit Aufsatz für eine Gießgeschwindigkeit des Gegenstandes von 1,5 m/min mit einer Oszillationsfrequenz von 3 Hz und einer Amplitude von 2,5 mm und bei einem Abstand der Öffnungen 20, 20', 21 für das Einspritzen des Schmiermittels von 350 mm vom oberen Rand 8 des metallischen Bauteils 2 eine Menge von 12,5 cm³ an Öl pro Minute auf jede Seite der Kokille erforderlich ist, damit das Öl bis auf das gewünschte Niveau aufsteigen kann. Eine Ölmenge, die auf 10 cm³ pro Minute und pro Fläche begrenzt ist, würde unter den gleichen Bedingungen nur ein Aufsteigen des Öles auf einen Abstand von 250 mm ermöglichen, der nicht ausreicht, um den oberen Abschnitt des metallischen Bauteils 2 zu schmieren. Verringert man jedoch die Gießgeschwindigkeit auf 1 m/min. so reicht eine Ölmenge von 7 cm³ pro Minute und pro Fläche aus zum Schmieren des gesamten metallischen Bauteils 2.It was found that for the above-described mould with a square cross-section and a side length of 155 mm in a continuous casting plant with an attachment for a casting speed of the article of 1.5 m/min with an oscillation frequency of 3 Hz and an amplitude of 2.5 mm and with a distance of 350 mm between the openings 20, 20', 21 for injecting the lubricant from the upper edge 8 of the metal component 2, a quantity of 12.5 cm³ of oil per minute is required on each side of the mould to allow the oil to rise to the desired level. An oil quantity limited to 10 cm³ per minute and per surface would, under the same conditions, only allow the oil to rise to a distance of 250 mm, which is insufficient to lubricate the upper section of the metal component 2. However, if the casting speed is reduced to 1 m/min., an oil quantity of 7 cm³ per minute and per surface is sufficient to lubricate the entire metal component 2.
Es ist klar, dass viele Ausführungsbeispiele einer beschriebenen Kokille möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Anordnungen zur Zufuhr von Schmiermittel eine andere Ausgestaltung als die beschriebene aufweisen. Es ist auch klar, dass sich die Erfindung auf das Stranggießen anderer Metalle als Stahl beziehen kann.It is clear that many embodiments of a described mold are possible without departing from the scope of the invention. In particular, the arrangements for supplying lubricant can have a different design than that described. It is also clear that the invention can relate to the continuous casting of metals other than steel.
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Families Citing this family (8)
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| CN110681834B (en) * | 2019-11-05 | 2023-09-19 | 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司 | Square billet continuous casting crystallizer and cooling method |
| CN111570738B (en) * | 2020-06-12 | 2022-03-29 | 包头常铝北方铝业有限责任公司 | Method for improving surface quality of 5-series aluminum alloy slab ingot |
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57103758A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-28 | Nippon Steel Corp | Mold for continuous casting |
| BE899544A (en) * | 1984-04-27 | 1984-08-16 | Centre Rech Metallurgique | METHOD AND DEVICE FOR LUBRICATING A CONTINUOUS COLLEGE LINGOTIERE. |
| US5271452A (en) * | 1987-03-26 | 1993-12-21 | Sms Concast Inc. | Continuous casting method and apparatus |
| JPH06104266B2 (en) * | 1989-07-14 | 1994-12-21 | 住友金属工業株式会社 | Method of preventing vertical cracking of slab in high speed casting |
| FR2672524B1 (en) * | 1991-02-11 | 1993-05-28 | Siderurgie Fse Inst Rech | LINGOTIERE FOR CONTINUOUS CASTING OF METAL PRODUCTS. |
| FR2703609B3 (en) * | 1993-03-30 | 1995-02-10 | Lorraine Laminage | Continuous casting process in charge of metals and ingot mold for its implementation. |
| FR2704786B3 (en) * | 1993-03-30 | 1995-03-10 | Lorraine Laminage | Continuous casting process in charge of metals, especially steel, and ingot mold for its implementation. |
| FR2708222B3 (en) * | 1993-06-30 | 1995-07-13 | Unimetall Sa | Ingot mold for continuous casting of metals, particularly steel, equipped with means for lubricating its internal face. |
-
1995
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